Огнеупорная подставка для обжига керамических радиодеталей и способ ее изготовления

04 41/87 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ПАТЕНТНЫЙ КОМИТЕТ РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ ОГНЕУПОРНАЯ ПОДСТАВКА ДЛЯ ОБЖИГА КЕРАМИЧЕСКИХ РАДИОДЕТАЛЕЙ И СПОСОБ ЕЕ ИЗГОТОВЛЕНИЯ(71) Заявитель Витебский завод радиодеталей производственного объединения Монолит(73) Патентообладатель Витебский завод радиодеталей производственного объединения Монолит(57) 1. Огнеупорная подставка для обжига керамических радиодеталей, преимущественно конденсаторов, состоящая из основы, выполненной из шихты, содержащей глинозем, и ангобированного покрытия, выполненного из порошка двуокиси циркония и воды, отличающаяся тем, что шихта дополнительно содержит кварцевый песок, бой глиноземистых изделий, поливиниловый спирт и воду при следующем соотношении компонентов, мас. глинозем 42,9-46,2 кварцевый песок 0,7-1,3 бой глиноземистых изделий 42,6-46,4 поливиниловый спирт 0,8-1,0 вода 8,2-9,5,ангобированное покрытие выполнено из лицевого и грунтовочного слоев, при этом лицевой слой дополнительно содержит поливиниловый спирт при следующем соотношении компонентов, мас. О 2 38,5-44,5 поливиниловый спирт 1,9-3,3 вода 53,6-58,2,а грунтовочный слой выполнен из порошка цирконата, выбранного из группы, включающей О 3,О 3, О 3, поливинилового спирта и воды при следующем соотношении компонентов, мас. порошок цирконата, выбранного из группы, включающей О 3, О 3, О 3 39,5-45,5 поливиниловый спирт 1,8-3,2 вода 52,7-57,3. 2. Способ изготовления огнеупорной подставки для обжига керамических радиодеталей, преимущественно конденсаторов, включающий получение шихты, формование из нее основы подставки, нанесение на основу ангобированного покрытия и высокотемпературный обжиг подставки, отличающийся тем, что ангобированное покрытие наносят путем напыления на основу грунтовочного слоя из суспензии порошка цирконата, выбранного из группы, включающей О 3, О 3, О 3, в водном растворе поливинилового спирта толщиной 0,05-0,1 мм, сушки полученного слоя и напыления лицевого слоя из суспензии порошка 2 в водном растворе поливинилового спирта до получения ангобированного покрытия толщиной 0,1-0,2 мм.(56) 1. А.с. СССР 398527, МКИ С 04 В 35/10, 1973. 2. А.с. СССР 672181, МКИ С 04 В 35/10, 1979. Изобретение относится к области термообработки изделий, в частности к составам и способам изготовления огнеупорных подставок для обжига керамических радиодеталей, и может быть использовано в конденсаторостроении при изготовлении керамических конденсаторов. Известны наиболее близкие по технической сути к изобретению керамическая ангобированная подставка, состоящая из основы, выполненной из шихты на основе глинозема, двуокиси циркония и мела, и ангобированного 2081 1 покрытия, выполненного из водной суспензии двуокиси циркония 1, и способ изготовления огнеупорной подставки для обжига керамических конденсаторов, включающий получение шихты керамической массы, формование из нее основы подставки, предварительную ее термообработку, нанесение на основу ангобированного покрытия путем окунания основы в суспензию из материала заготовок керамических конденсаторов и обжиг подставок 2. Данная подставка характеризуется сравнительно низкой себестоимостью и относительно высокой прочностью и термоустойчивостью, а способ позволяет улучшить изолирующие свойства ангобированного покрытия,что обеспечивает удовлетворительное качество конденсаторов. Существенным недостатком подставки и способа является то, чти они в силу особенностей состава подставки и приемов изготовления не обеспечивают дальнейшего снижения себестоимости, увеличения срока службы и расширения технологических возможностей подставки при одновременном повышении изолирующих свойств ангобированного покрытая от основы и снижении энергозатрат при изготовлении подставки. В этом случае наличие в основе подставки дорогостоящей и дефицитной двуокиси циркония и необходимость предварительной ее термообработки не позволяет снизить себестоимость и энергозатраты при изготовлении подставки. Кроме того, при содержании в основе более 60 глинозема при обжиге через ангобированный слой прорастают усы шпинели на основе 23, что способствует химическому взаимодействию заготовок конденсаторов на основе 3 с подставкой и снижает срок службы и технологические возможности подставки. При этом способ нанесения на основу ангобированного покрытия путем окунания предварительно обожженной основы в водную суспензию материалозаготовок затрудняет получение заданной толщины ангобированного слоя и ограничивает максимальную температуру обжига заготовок на основе 3, т.к. при температуре обжига более 260 между ангобированным слоем из материала заготовок на основе 3 и основой подставки, содержащей более 50 глинозема, образуется легкоплавкая эвстестика, пронизывающая ангобированное покрытие и приводящая к прилипанию обжигаемых заготовок к подставке, т.е. ухудшает изолирующие свойства ангобирированного покрытия. Все это снижает эффективность применения подставки и способа и ограничивает возможность получения более высокого технического результата. Предлагаемая огнеупорная подставка и способ ее изготовления устраняют недостатки известных технических решений аналогичного назначения и обеспечивают достижение более высокого технического результата, заключающегося в снижении себестоимости, увеличении срока службы и расширении технологических возможностей подставки при одновременном повышении изолирующих свойств ангобированного покрытия от основы подставки и снижении энергозатрат при ее изготовлении. Сущность изобретения заключается в том, что в заявляемой огнеупорной подставке для обжига керамических радиодеталей, преимущественно конденсаторов, состоящей из основы, выполненной из шихты, содержащей глинозем, и ангобированного покрытия, выполненного из порошка двуокиси циркония и воды,вышеуказанный технический результат обеспечивается тем, что шихта дополнительно содержит кварцевый песок, бой глиноземистых изделий, поливиниловый спирт и воду при следующем соотношении компонентов, мас. глинозем 42,9-46,2 кварцевый песок 0,7-1,3 бой глиноземистых изделий 42,6-46,4 поливиниловый спирт 0,8-1,0 вода 8,2-9,5,ангобированное покрытие выполнено из лицевого и грунтовочного слоев, при этом лицевой слой дополнительно содержит поливиниловый спирт при следующем соотношении компонентов, мас. 2 38,5-44,5 поливиниловый спирт 1,9-3,3 вода 53,6-58,2,а грунтовочный слой выполнен из порошка цирконата, выбранного из группы, включающей 3,3, 3, поливинилового спирта и воды при следующем соотношении компонентов, мас. порошок цирконата, выбранного из группы, включающей 3, 3, 3 39,5-45,5 поливиниловый спирт 1,8-3,2 вода 52,7-57,3,а в заявляемом способе изготовления огнеупорной подставки для обжига керамических радиодеталей, преимущественно конденсаторов, включающем получение шихты, формование из нее основы подставки, нанесение на основу ангобированного покрытия и высокотемпературный обжиг подставки, вышеуказанный технический результат обеспечивается тем, что ангобированное покрытие наносят путем напыления на основу грунтовочного слоя из суспензии порошка цирконата, выбранного из группы, включающей 3, 3, 3, в водном растворе поливинилового спирта толщиной 0,05-0,1 мм, сушки полученного слоя и напыления лицевого слоя из суспензии порошка 3 в водном растворе поливинилового спирта до получения ангобированного покрытия толщиной 0,1-0,2 мм. 2081 1 В данном случае снижение себестоимости, увеличение срока службы и расширение технологических возможностей подставки при одновременном повышении изолирующих свойств ангобированного покрытая достигается в результате того, что для получения основы подставок используют недефицитные компоненты в виде глинозема и боя глиноземистых изделий, что способствует удешевлению подставок и снижает их усадку и деформацию при обжиге, а введение кварцевого песка повышает прочность спеченных подставок. Кроме того,создание ангобированного покрытия в виде грунтовочного и лицевого слоев улучшает его изолирующие свойства и предотвращает химическое взаимодействие основы с обжигаемыми заготовками на основе 3. При этом суспензии на основе водных растворов поливинилового спирта имеют высокую седиментационную устойчивость, что при мелкодисперсности порошков на основе 2 и применяемом методе распыления суспензий позволяют легко регулировать и получать заданную толщину ангобированного покрытия, а также исключить предварительную термообработку основы подставок. Возможность осуществления изобретения подтверждается сведениями, относящимися к процессу изготовления подставки, примерам оптимального ее состава и к результатам экспериментальной проверки. Способ изготовления огнеупорной подставки для обжига керамических радиодеталей осуществляется следующим образом. Сопоставительный анализ заявляемой подставки и способа ее изготовления с прототипами показывает, что предлагаемая подставка отличается от известной содержанием в шихте керамической массы основы кварцевого песка и материала боя глиноземистых изделий, дополнительным выполнением ангобированного покрытия из водной суспензии порошка цирконатов из ряда 3, 3 и 3, причем каждая суспензия дополнительно содержит поливиниловый спирт, а предлагаемый способ отличается от известного приемами нанесения ангобированного покрытия. Таким образом, предлагаемая подставка и способ ее изготовления являются новыми, т.к. состав подставки и технологические приемы ее изготовления не известны из существующего уровня техники. Анализ других технических решений в данной области техники, например по патентам ГДР 205886, ФРГ 2033299 и заявке ФРГ 3923655, позволяет сделать вывод, что заявляемая подставка и способ ее изготовления имеют изобретательский уровень, т.к. состав подставки, технологические приемы ее изготовления и их существенные отличия явным образом не следуют из известного уровня техники. Кроме того, подставка и способ ее изготовления являются промышленно применимыми, что вытекает из результатов экспериментальной проверки, достигаемого технического результата и практических задач в области керамического конденсаторостроения. Возможность осуществления изобретения подтверждается сведениями, относящимися к процессу получения подставки, примерам оптимального ее состава и результатам экспериментальной проверки. Способ изготовления огнеупорных подставок для обжига керамических радиодеталей осуществляется следующим образом. Из взятых в заданном соотношении глинозема, материала боя глиноземистых изделий и тонкоизмельченного кварцевого песка получают шихту керамический массы основы, которую пластифицируют водным раствором поливинилового спирта и из полученной массы формуют при удельном давлении 250-300 кг/см 2 основу подставок требуемых размеров. После этого на полученную необожженную основу методом распыления наносят двухслойное ангобированное покрытие из суспензии на основе водного раствора поливинилового спирта с порошком цирконатов из ряда 3, 3, 3 и из суспензии на основе водного раствора поливинилового спирта с 2. Для этого из требуемого количества порошков цирконатов и 2 с удельной поверхностью не менее 8000 см 2/г,поливинилового спирта и воды приготавливают суспензию для напыления предварительного слоя и суспензию для напыления рабочего слоя ангобированного покрытия, при этом в каждом случае поливиниловый спирт предварительно растворяют в воде при нагреве, а затем смешивают с порошком цирконатов и 2 до получения однородных седиментационно устойчивых систем. Полученную суспензию на основ водного твора поливинилового спирта с порошком цирконатов из ряда 3, 3 и 3 распыляют на поверхность основы подставок и получают на ней первый предварительный слой ангобированного покрытия с толщиной 0,05-0,1 мм, который сушат при 120-50 в течение 30 минут. Затем на подсушенный предварительный слой распыляют суспензию на основе водного раствора поливинилового спирта с 2 и получают рабочий слой с общей толщиной ангобированного покрытия 0,1-0,2 мм. После этого основу с нанесенными на нее слоями суспензий обжигают при температуре 1420-1460 С, одновременно закрепляя ангобированное покрытие с основой и получая огнеупорную подставку. Полученные таким образом подставки используют для обжига заготовок конденсаторов на основе 3 при температуре 1320-1360 с оборачиваемостью подставок более 20 циклов. Конкретные примеры оптимальных составов предлагаемой подставки, иллюстрирующие изобретение,приведены в табл.1. 2081 1 Таблица 1 Состав огнеупорных подставок Шихта керамической основы, Предварительный слой ангобиро- Рабочий слой ангобиромас. ванного покрытия ванного покрытия порошок цирвода 2 вода гликварцематериал полиполиконатов из ряда вининовый пебоя глиновини 3, 3, ловый зем сок земистых ловый изделий спирт спирт 3 Состав 1 47,5 1,5 51 39,5 3,2 57,3 38,5 3,3 58,2 Состав 2 49,6 1,15 49,25 42,5 2,5 55 41,5 2,6 55,9 Состав 3 51,7 0,8 47,5 45,5 1,8 52,7 44,5 1,9 53,6 Конкретные примеры оптимальных приемов предлагаемого способа изготовления подставок, иллюстрирующих изобретение, приведены в табл.2. Таблица 2 ИсследуТехнологические приемы Темпера-тура Суммарная толемые сос- Используемая суспензия для Используемая Толщина щина ангобиротавы предварительного слоя суспензия для предвариобжига подванного покрытия, ставки, С рабочего слоя тельного мм слоя, мм Состав 1 водный раствор поливиниводный раствор 0,05 0,1 1420 лового спирта с порошком поливинилового цирконатов из ряда 3, спирта с 2 3 и 3 остав 2 то же то же 0,075 0,15 1440 Состав 3 то же то же 0,1 0,2 1460 Свойства предлагаемых огнеупорных подставок подтверждаются результатами испытаний, данные о которых приведены в табл. 3. Таблица 3 Исследуемые Исследуемые составы подставок параметры Заявляемая Известная состав 1 состав 2 состав 3 подставки а.с. способ а.с. 398527 72181 1. Удельный расход дву- 6 6 6 250 окиси циркония,кг/1000 шт. 2. Себестоимость,25000 26000 27500 63000 руб./1000 шт. 3. Оборачиваемость под- 25-30 25-30 25-30 10-12 ставок, цикл 4. Универсальность под- все типы конвсе типы конвсе типы конвсе типы конодин тип ставок денсаторов денсаторов денсаторов денсаторов 5. Наличие операции отсутствует отсутствует отсутствует имеется имеется предварительной термообработки основы 6. Уровень энергоемко 0,8-0,9 0,8-0,9 0,8-0,9 1 1 сти Исследуемые составы Как следует из табл.3, предлагаемая подставка в сравнении с известной по а.с. СССР 398527 в 2 раза долговечнее, отличается в 40 раз меньшим расходом 2, а их себестоимость в 2,5 раза ниже. При этом подставки могут применяться для обжига всех типов конденсаторов и имеют меньшие энергозатраты при изготовлении. 2081 1 Оптимальность состава подставок и способа их изготовления подтверждается экспериментальными данными, обеспечивает получение наибольшего технического результата при заявляемом тношении компонентов и технологических приемов изготовления подставок. Практическое применение подставок и способа их изготовления в керамическом конденсаторостроении позволяет снизить расход дефицитной двуокиси циркония и других материальных затрат. Заказ 0046 Тираж 20 экз. Государственный патентный комитет Республики Беларусь. 220072, г. Минск, проспект Ф. Скорины, 66. 5